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Theorem f1opwfi

Description: A one-to-one mapping induces a one-to-one mapping on finite subsets. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jan-2015)

Ref Expression
Assertion f1opwfi ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → b ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ F b : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 B ∩ Fin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid ⊢ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ F b = b ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ F b
2 simpr ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → b ∈ 𝒫 A ∩ Fin
3 2 elin2d ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → b ∈ Fin
4 f1ofun ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → Fun ⁡ F
5 elinel1 ⊢ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → b ∈ 𝒫 A
6 elpwi ⊢ b ∈ 𝒫 A → b ⊆ A
7 5 6 syl ⊢ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → b ⊆ A
8 7 adantl ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → b ⊆ A
9 f1odm ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → dom ⁡ F = A
10 9 adantr ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → dom ⁡ F = A
11 8 10 sseqtrrd ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → b ⊆ dom ⁡ F
12 fores ⊢ Fun ⁡ F ∧ b ⊆ dom ⁡ F → F ↾ b : b ⟶ onto F b
13 4 11 12 syl2an2r ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → F ↾ b : b ⟶ onto F b
14 fofi ⊢ b ∈ Fin ∧ F ↾ b : b ⟶ onto F b → F b ∈ Fin
15 3 13 14 syl2anc ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → F b ∈ Fin
16 imassrn ⊢ F b ⊆ ran ⁡ F
17 f1ofo ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → F : A ⟶ onto B
18 forn ⊢ F : A ⟶ onto B → ran ⁡ F = B
19 17 18 syl ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → ran ⁡ F = B
20 16 19 sseqtrid ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → F b ⊆ B
21 20 adantr ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → F b ⊆ B
22 15 21 elpwd ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → F b ∈ 𝒫 B
23 22 15 elind ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin → F b ∈ 𝒫 B ∩ Fin
24 simpr ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → a ∈ 𝒫 B ∩ Fin
25 24 elin2d ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → a ∈ Fin
26 dff1o3 ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ↔ F : A ⟶ onto B ∧ Fun ⁡ F -1
27 26 simprbi ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → Fun ⁡ F -1
28 elinel1 ⊢ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → a ∈ 𝒫 B
29 28 adantl ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → a ∈ 𝒫 B
30 elpwi ⊢ a ∈ 𝒫 B → a ⊆ B
31 29 30 syl ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → a ⊆ B
32 f1ocnv ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → F -1 : B ⟶ 1-1 onto A
33 32 adantr ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → F -1 : B ⟶ 1-1 onto A
34 f1odm ⊢ F -1 : B ⟶ 1-1 onto A → dom ⁡ F -1 = B
35 33 34 syl ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → dom ⁡ F -1 = B
36 31 35 sseqtrrd ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → a ⊆ dom ⁡ F -1
37 fores ⊢ Fun ⁡ F -1 ∧ a ⊆ dom ⁡ F -1 → F -1 ↾ a : a ⟶ onto F -1 a
38 27 36 37 syl2an2r ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → F -1 ↾ a : a ⟶ onto F -1 a
39 fofi ⊢ a ∈ Fin ∧ F -1 ↾ a : a ⟶ onto F -1 a → F -1 a ∈ Fin
40 25 38 39 syl2anc ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → F -1 a ∈ Fin
41 imassrn ⊢ F -1 a ⊆ ran ⁡ F -1
42 dfdm4 ⊢ dom ⁡ F = ran ⁡ F -1
43 42 9 eqtr3id ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → ran ⁡ F -1 = A
44 41 43 sseqtrid ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → F -1 a ⊆ A
45 44 adantr ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → F -1 a ⊆ A
46 40 45 elpwd ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → F -1 a ∈ 𝒫 A
47 46 40 elind ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → F -1 a ∈ 𝒫 A ∩ Fin
48 5 28 anim12i ⊢ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B
49 30 adantl ⊢ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → a ⊆ B
50 foimacnv ⊢ F : A ⟶ onto B ∧ a ⊆ B → F F -1 a = a
51 17 49 50 syl2an ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → F F -1 a = a
52 51 eqcomd ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → a = F F -1 a
53 imaeq2 ⊢ b = F -1 a → F b = F F -1 a
54 53 eqeq2d ⊢ b = F -1 a → a = F b ↔ a = F F -1 a
55 52 54 syl5ibrcom ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → b = F -1 a → a = F b
56 f1of1 ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → F : A ⟶ 1-1 B
57 6 adantr ⊢ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → b ⊆ A
58 f1imacnv ⊢ F : A ⟶ 1-1 B ∧ b ⊆ A → F -1 F b = b
59 56 57 58 syl2an ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → F -1 F b = b
60 59 eqcomd ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → b = F -1 F b
61 imaeq2 ⊢ a = F b → F -1 a = F -1 F b
62 61 eqeq2d ⊢ a = F b → b = F -1 a ↔ b = F -1 F b
63 60 62 syl5ibrcom ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → a = F b → b = F -1 a
64 55 63 impbid ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∧ a ∈ 𝒫 B → b = F -1 a ↔ a = F b
65 48 64 sylan2 ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ b ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ a ∈ 𝒫 B ∩ Fin → b = F -1 a ↔ a = F b
66 1 23 47 65 f1o2d ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B → b ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ F b : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 B ∩ Fin